[发明专利]一种平板式环路热管蒸发器及环路热管

说明书

技术领域

本发明属于强化换热相关技术领域，具体的说，是涉及一种平板式环路热管蒸发器及环路热管，该蒸发器可以有效地减小环路热管平板蒸发器内部由壁面向储液室的逆向导热效应(漏热)，且可以解决环路热管液体回流受阻的问题。

背景技术

环路热管是一种通过蒸发器内的毛细芯产生的毛细力来驱动工作介质流动,利用工作介质的相变过程来传递热量的高效传热装置。经过多年的发展，其技术日趋成熟并逐步应用于空间飞行器、电子设备等领域的热控系统中。

环路热管主要由蒸发器、毛细芯、储液室、液体管线、蒸汽管线和冷凝段组成,蒸发器是环路热管中的关键部件，毛细芯是蒸发器的核心部分。毛细芯一方面需提供足够的毛细驱动力来循环工质，另一方面，毛细芯需及时将产生的蒸汽转移至蒸汽管道，进而实现热量的正向传递。平板式环路热管的蒸发器为方形平板式，其受热面积大，所占空间高度小，且有利于与发热元件贴合，尤其适用于内部空间有限、发热量大、热流密度高的电子器件的散热。但是，由于平板式蒸发器独特的结构，要求蒸发器与储液室的体积尽可能紧凑，这种紧凑结构下设计的蒸发器吸收的热量经侧壁传递给储液室热量比圆柱式大，逆向导热效应(漏热)大。

此外，蒸发器中蒸汽蒸发速度的快慢受发热器件温度的影响较大，在低热负荷条件下，当发热器件温度不是很高时，蒸发器毛细芯中液体的蒸发速度较小，回流的液体量也相对较少，由于液体有一定的表面张力，会对液体的回流产生一定的阻碍作用，只有当蒸发器毛细芯中液体的蒸发正常，液体回流正常时，才能保证蒸发器的正常稳定运行，而漏热现象的存在不利于蒸发器毛细芯中液体的蒸发。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种平板式环路热管蒸发器及环路热管。该蒸发器可以有效解决现有的平板式蒸发器逆向导热效应大，启动困难，液体回流受阻等问题，可以保障蒸发器的正常平稳运行。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种平板式环路热管蒸发器，包括蒸发室、毛细芯和储液室，蒸发室和储液室之间通过毛细芯连通，所述储液室的内壁覆盖有绝热隔层，所述绝热隔层表面粗糙设置。

绝热隔层增加了热量从储液室壁面传递到储液室内工作介质的过程中的传热热阻，降低了通过壁面和侧壁向储液室中工作介质的漏热，降低了蒸发器的逆向导热效应，保证了毛细芯两侧的温差，加快了蒸发器的启动速度，并且避免了平板型环路热管的运行失效。

同时，绝热隔层的表面粗糙设置，在绝热隔层的表面形成毛细效应，有助于冷凝得到的液体回流到储液室中。

优选的，所述绝热隔层表面的粗糙度为12.5-50，单位为μm。

优选的，所述绝热隔层为氧化铝涂层，氧化铝涂层的厚度为100-200μm。

进一步优选的，所述氧化铝涂层与储液室内壁之间的粘结层为厚度为20-50μm的Ni(Al)粘结层。粘结层可以优选使用Ni(Al)，但不仅限于使用该粉末，其他任何有助于提高基层与隔热层结合能力的中间结合涂层都可以。

氧化铝具有较强的耐高温特性，同时，氧化铝还具有较好的隔热性能，可以有效防止热量通过储液室的内壁传递到储液室的液体中。

Ni(Al)粘结层可以对氧化铝起到良好的粘结作用，降低隔热涂层与基体材料之间由于热膨胀系数过大引起的应力，防止氧化铝涂层的脱落，提高了绝热隔层的使用寿命。

优选的，所述绝热隔层为氧化锆涂层，氧化锆涂层的厚度为100-200μm。

进一步优选的，所述氧化锆涂层与储液室内壁之间的粘结层为厚度为20-50μm的MCrAlY。

优选的，所述储液室的侧壁与蒸发室侧壁的接触面涂覆有隔热层。

该隔热层可以增加储液室侧壁和蒸发室侧壁之间的传热热阻，降低蒸发器的逆向导热效应。

优选的，所述隔热层与所述绝热隔层的材质相同。

两者的材质相同，在制备时，可以同时对两个位置的涂层进行涂覆，提高了工作效率，节省了盛装容器。

优选的，所述毛细芯与蒸发室内壁之间设置有绝热层。

该绝热层可以防止蒸发室的较高温度对毛细芯的贴壁边缘产生加热作用，进而通过蒸发室内壁或储液室内壁将热量传递给储液室中的液体，避免了该部分的逆向导热效应。

一种环路热管，包括上述蒸发器、蒸汽管线、冷凝器和液体管线，蒸发器的蒸发室通过所述蒸汽管线与冷凝器连通，冷凝器通过液体管线与蒸发器的储液室连通。